DE3049397C2

DE3049397C2 - Automatische Scharfeinstellvorrichtung für eine Kamera

Info

Publication number: DE3049397C2
Application number: DE3049397A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Shiki Saitama Nakamura
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1979-12-29
Filing date: 1980-12-29
Publication date: 1983-10-13
Also published as: GB2069790B; FR2472766A1; DE3049397A1; JPS5697325A; GB2069790A; JPS6214805B2; US4394569A; FR2472766B1; USRE32652E

Description

für aufeinanderfolgende Werte von ρ für positive Werte von F, und von

n-l

F= Σ ΐΛ-ύ₊ιΙ^χΑ>

k- 1 η-λ - ρ

~ 2j 1-/V ι -/> ~ 'J ^x ßi + v

für aufeinanderfolgende Werte von ρ für !5 negative Werte von F, wobei i» Einzelwerte der Digitalzahlen entsprechend Sensoren der ersten Sensorgruppe, jk einzelne Digitalzahlen entsprechend den Sensoren der zweiten Sensorgruppe sind, k die Sensorposition innerhalb der Sensorgruppen angibt, π die Zahl der Sensoren jeder Sensorgruppe, p=-l, 0, 1, 2, ..., P, ist, worin P eine ganze Zahl kleiner als η ist,

j

η - ^A° Pa -

und

η- Γ

A₀ π+ 1 -ρ

■50

bedeuten,

wobei Ao eine vorgegebene Verstärkungskonstante ist,

b) Werten von F= Fs und F= Fs₊ 1, die Werte von

F vor bzw. nach einem Vorzeichenwechsel von Ffür benachbarte Werte von ρ sind; und

c) eines Wertes von M=S+ FsZ(Fs- Fs+\), worin S einer Bildver^chiebungsstrecke von einer Anfangsposition in eine Position entsprechend dem Wert von ρ vor dem Vorzeichenwechsel w) von F entspricht, und daß Mittel (14) zum Verschieben des Objektivs unmittelbar aus der Anfangsstellung in eine durch den Wert von M bestimmte Scharfeinstellposition vorgesehen sind. b5

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebemittel (14) abhängig vom Wert Λ/das Objektiv linear verstellen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß P erheblich kleiner als η ist.

Die Erfindung betrifft eine automatische Scharfeir.- stellvorrichtung für eine Kamera mit einer ersten und einer zweiten Sensorgruppe, mit Mitteln zum Speichern der Ausgangssignale der Sensorgruppen, Mitteln zum Projizieren eines Objekts durch ein scharfeinzustellendes Objektiv auf die erste und die zweite Sensorgruppe, Mitteln zum Verschieben wenigstens eines der Bilder auf den Sensorgruppen, Mitteln zum Umsetzen der Ausgangswerte der ersten und zweiten Sensorgruppen in Digitalzahlen.

Eine derartige automatische Scharfeinstellvorrichtung für eine Kamera ist aus der DE-AS 28 10 501 bekannt. Diese bekannte automatische Scharfeinstellvorrichtung enthält zwar auch Mittel zum Speichern von Signalen, diese bestehen jedoch aus den Sensoren selbst, wenn diese aus ladungsgekoppelten Halbleitervorrichtungen bestehen. Bei dieser bekannten Scharfeinstellvorrichtung werden die Sensoren der jeweiligen Sensorgruppen der Reihe nach abgetastet, um analoge Signale mit Werten zu erzeugen, die der einfallenden Lichtstärk? entsprechen. Diese analogen Signale werden dann einer Rechenschaltung zugeführt. Das wesentliche dieser bekannten Scharfeinstellvorrichtung besteht darin, daß für verschiedene Scharfeinstellungen des optischen Geräts die Differenzsignale zweier in den beiden Gruppen einander entsprechender Wandler aufsummierl werden und dem kleinsten der Summensignale zwei gleiche Bilder des Objekts und damit die Einstellung zu größter Bildschärfe entsprechen. Die nacheinander abgefragten Differenzsignale werden dabei einem Summierer über einen Analog/Digitalwandler zugeführt und das entsprechende Summensignal wird für sämtliche möglichen Scharfeinstellungen des optischen Geräts mit dem bis dahin kleinsten Summensignal verglichen. Eine Scharfeinstellung mit sehr viel größerer Geschwindigkeit als bei den üblichen herkömmlichen automatischen Scharfeinstellvorrichtungen läßt sich mit Hilfe dieser bekannten Vorrichtung jedoch nicht realisieren.

Aus der DE-OS 28 47 368 ist eine Kamera mit automatischer Scharfeinstellvorrichtung bekannt, die eine Einrichtung zur Messung der Objektentfernung zur Erzeugung eines Entfernungssignals entsprechend dieser Entfernung, eine Einrichtung zur Bewegung des Aufnahmeobjektivs in die Scharfeinstellungsposition, eine Einrichtung zur Ermittlung des Bewegungsbetrages des Objektivs und zur Erzeugung eines Objektivstcl· lungssignals und eine Einrichtung zum Stoppen des Objektivs in der Scharfeinstellposition in Übereinstimmung mit den beiden Signalen umfaßt. Diese bekannie Kamera ist mit einer Einrichtung ausgestattet, die das Objektiv in einer bestimmten Startstellung, die im Abstand von einer Standardstellung ist. hält, während ein Objekt! vstellungssignaigeber eine Standardsignaleinrichtung entsprechend der Standardstellung des Objektivs besitzt.

Diese bekannten Scharfeinstelleinrichtungen, die beispielsweise auf der Veränderung im Kontrast eines Objektbildes oder auf der sogenannten Doppelbild-Koinzidenztechnik beruhen, sind mit Nachteilen behaftet. Wird bei diesen bekannten Einstellvorrichiungen auf ein Objekt scharf eingestellt, so hat die Ausgangs-

größe der Scharfeinstelleinrichtung einen Extremwert, der entweder ein Maximum oder ein Minimum ist, so daß es dabei nicht möglich ist, eine Information darüber. zu erhalten, ob es sich um eine von der Scharfeinstellung abweichende Einstellung, um eine vor oder hinter dem Objekt liegende Ebene handelt. Um also die Scharfeinstellposition festzustellen, muß der Einstellvorgang über die gesamte Spanne von Unendlich bis zur kürzestmög-•ichen Distanz durchgeführt werden. Der Betriebsablauf F i g. 4C die graphische Darstellung von Veränderungen eines Sensordifferenzausgangswertes Vfo für den Fall, daß das Bild des Objekts nach links bewegt wird von dem zunächst rechten Sensor,

Fig.4D die Veränderungen eines Null-Positionsdetektorausgangswertes Fm entsprechend den Veränderungen des Sensordifferenzausgangswertes V₀₂ in Fig.4C,

F i g. 4E die graphische Wiedergabe de Veränderunk V i

einer solchen Vorrichtung ist jedoch kompliziert und die ίο gen eines Scharfeinstell-Detektorausgangs V_oul, wie er

bei der Erfindung auftritt,

F i g. 5 das Blockschaltbild einer Prozessorschaltung, mit der das Scharfeinstell-Suchverfahren durchgeführt wird, und

F i g. 6 das Flußdiagramm des Verfahrensablaufs beim Scharfeinstell-Suchverfahren nach der Erfindung.

F i g. 1 zeigt schematisch ein optisches System, Sensorgruppen und eine Prozessorschaltung einer nachdem Prinzip des Doppelbild-Koinzidenzverfahrens

für die Scharfeinstellung erforderliche Zeit ist vergleichsweise lang, so daß es nicht möglich ist, auf ein sich schnell bewegendes Objekt schnell eine Scharfeinstellung vorzunehmen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine automatische Schal !einstellvorrichtung für eine Kamera der eingangs definierten Art zu schaffen, die auf der Grundlage des Prinzips der Doppelbilddeckung auf ein sich schnell bewegendes Objekt, wie beispielsweise ein

fahrendes Automobil, einen in Bewegung b-findlichen 20 arbeitenden Scharfeinsteil-Suchvorrichtung. Das Licht Ba)) usw. schnei) scharf eingestellt werden kann. Mit von einem Objekt 1 wird durch feststehende Spiege! 2 anderen Worten soll sich die Scharfeinstellung der und 4 und eine Bilderzeugungslinse 6 auf Sensoren a\ bis Kamera auf verschiedenste in Bewegung befindliche a„ einer Sensorgruppe 8 gelenkt. Die Sensoren erzeugen Objekte, die sich mit unterschiedlicher Bewegungsge- Ausgangswerte, die der auftreffenden Lichtmenge schwindigkeit bewegen, zufriedenstellend durchführen 25 proportional sind, wobei diese Ausgangswerte der

Prozessorschaltung 10 zugeführt werden. Außerdem wird Licht vom Objekt 1 über einen schwenkbaren Spiegel und einen feststehenden Spiegel 5 durch eine weitere bilderzeugende Linse 7 auf Sensoren b\ bis b„ einer zweiten Sensorgruppe 9 gelenkt. Auch diese Sensoren erzeugen Ausgangswerte, deren Größe proportional der auftreffenden Lichtmenge ist, und die

lassen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Mittel und Einrichtungen gelöst.

IZrfindungsgemäß läßt sich die Scharfeinstellung des Objektivs gemäß der Lehre des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 sehr schnell berechnen, etwa mit Hilfe eines Mikroprozessors, so daß das Objektiv schnell in die korrekte Scharfeinstellung verstellt werden kann, an die Prozessorschaltung 10 abgegeben werden. Das Prinzip der Scharfeinstell-Sucheinrichtung wird

ohne daß dabei noch weitere Berechnungen ausgeführt 35 anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Das Objektbild auf

werden müssen, wenn das Objektiv verstellt wird, wie es bei bisher verwendeten Scharfeinstelleinrichtungen erforderlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Hinweis auf die Zeichnung naher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schemabild einer Scharfeinstellvorrichtung inn Verwendung des herkömmlichen Prinzips der Doppelbild-Koinzidenz,

der Sensorgruppe 9 wird, wenn der schwenkbare Spiegel 3 verdreht wird, auf der Linie der Sensoren bewegt. Wenn der Spiegel 3 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, bewegt sich das Bild nach oben.

Die Sensoren a\ bis a„ haben lichtaufnehmende Flächen A\ bis A_n, wie in F i g. 2 gezeigt. Gleiches gilt für die Sensoren 61 bis b„, die lichtaufnehmende Flächen B\ bis B_n haben. Die Sensoren und Spiegel sind derart ill dß f d Objk hfll i

eingestellt, daß, wenn auf das Objekt scharfgestellt ist,

g. 2 ein der Erläuterung dienendes Diagramm, das 45 dieselben Bildabschnitte jeweils auf die lichtempfangenden Flächen A] und B\, A2 und B2, ..., A_n und B_n auftreffen, wobei die Sensoren a\ bis a_n die Ausgangswerte /ι bis i„ und die Sensoren b\ bis b„ die Ausgangswerte j\ bis J_n erzeugen. Es sind dann i\=j\,

12= J2 I_n-J_n. wobei mit η die Zahl der Sensoren

jeder Gruppe bezeichnet ist. Ist jedoch nicht auf das

die Anordnung von lichtempfangenden Flächen von /«ei Sensorgruppen und ihre gegenseitige Beziehung darstellt,

F i g. 3A die graphische Darstellung des Bildes von einem Objekt auf der zweiten Sensorgruppe, das nach links gegenüber dem Bild auf der ersten Sensorgruppe

verschoben ist, . ; Objekt scharf eingestellt, so kann allgemein gesagt,

Fig. 3B die graphische Darstellung des Bildes eines '. f^werden, daß /i^y'i, /2^72, ··■, >_n*jn ist. Wenn also die' Jbjckts auf der zweiten Sensorgruppe, das genau mit Prozessorschaltung 10die Summenberechnung

·;

ν= Σ l 'V -Al,

dem Bild auf der ersten Sensorgruppe übereinstimmt,

F i g. 3C die graphische Darstellung des Bildes eines Objekts auf der zweiten Sensorgruppe, das nach rechts gegenüber dem Bild einer ersten Sensorgruppe ■ *-i

\erschoben ist. ' '*". "'.'' ' ■

F i g. 4A die graphische Darstellung von Veränderun- 60''ausführt und das Berechnungsergebnis als Scharfein-

'stell-Suchsignal verwendet wird, dann gilt V=O (Minimalwert), wenn auf das Objekt scharfgestellt ist, ^während V>0, wenn nichUauf das Objekt · scharf eingestellt ist. Es läßt sich also auf diese Weise die Fig. 4B die graphische Darstellung der Veränderung 65 Scharleinstellung ermitteln.

eines Null-Positionsdetektorausgangswertes F01 ent- Die vorangehende Beschreibung legt das Prinzip der

.-.prechend den Veränderungen des Sensordifferenzaus- herkömmlichen Doppelbild-Koinzidenzmethode dar. Es gangswertes V₀|inFig. 4A, läßt sich danach aufgrund des erhaltenen Signals bei

eines Sensordifferenz-Ausgangswertes V01 für den Fall, daß das Abbild des Objektes auf der zweiten Sensorgruppe von dem zuerst linken Sensor nach rechts verschoben wird,

Fehleinstellung nicht feststellen, ob auf eine Ebene vor oder hinter dem Objekt eingestellt ist.

Gemäß der Erfindung werden nun die in gleicher Weise gewonnenen Ausgangssignale /Ί bis i„undj\ bis j„ der Doppelbild-Koinzidenzmethode in der Prozessorschaltung 10 so verarbeitet, daß sowohl die Richtung der Verstellung als auch der Abstand für eine Scharfeinstellung auf das Objekt schnell ermittelt werden. In den F i g. 3A bis 3C sind die durch die Bildprojektionen auf die beiden Sensorgruppen erzeugten Ausgangssignale der einzelnen Sensoren wiedergegeben, und zwar für die eine Sensorgruppe ausgezogen und für die andere gestrichelt. Der Zustand nach F i g. 3B gilt für Scharfeinstellung auf das Objekt. In diesem Fall fallen die beiden Objektbiider zusammen. Wenn der schwenkbare Spiegel 3 in Fig. 1 verdreht wird, wird das Objektbild auf der Sensorgruppe 9 gegenüber dem auf der Sensorgruppe 8 in der Reihenfolge der F i g. 3A bis 3C von links nach rechts geschoben. Die Größe der Bewegung Δα des Objektbildes ist der Größe der Drehung des Schwenkspiegels 3 proportional. Durch Feststellen der Verschiebungsgröße Δα können Richtung und Strecke bis zur Scharfeinstellung ermittelt werden. Der Wert Δα hat ein positives Vorzeichen, wenn sich die gebrochene Linie links von der ausgezogenen Linie befindet, und hat ein negatives Vorzeichen, wenn die gestrichelte Linie rechts von der ausgezogenen Linie liegt. Nach dem Prinzip der Erfindung wird Δα. ermittelt und dazu benutzt, festzustellen, ob die Ebene der Scharfeinstellung vor oder hinter dem Objekt liegt.

F i g. 4A zeigt Veränderungen einer Sensordifferenz-Ausgangsgröße V01 (später beschrieben) in Abhängigkeit von der Größe der Verdrehung des Spiegels aus dem Scharfeinstellpunkt. Die Kurve txo erhält man, wenn das Objektbild auf der Sensorgruppe 9 um die Distanz einer Sensorstellung nach links verschoben wird, wie in F i g. 3A gezeigt. Der Sensordifferenzausgang

n-1

A-I

= Σ l'Jt+i ~Jk\-ßo,

wird im Punkt xo ein Minimum, d. h., wenn auf die

Sensoren a₂ und b\, ai und Jb₂ a„ und b„-1 dieselben

Objektbiidteile projiziert werden. Die Kurve α= —1 erhält man, wenn das projizierte Bild auf der Sensorgruppe 9 mit dem auf der Sensorgruppe 8 entsprechend der Darstellung der F i g. 3B übereinstimmt. Der Sensordifferenz-Ausgangswert

55

wird ein Minimum im Punkt *i, d. h., wenn dieselben Objektbildabschnitte auf die Sensoren a\ und b\, a₂ und

= Σ I 'A₊i -Al ΧΑ

A-I

-Σ

A-I

bi a„ und b„ projiziert werden. Die Kurve a = 0,

erhält man, wenn das Objektbild auf der Sensorgruppe 9 um den Abstand einer Sensorposition nach rechts verschoben ist, wie in Fig.3C dargestellt. Der Sensordifferenzausgangswert

KlI = Σ I'*"·/*+! I "Λ.
Jt-I

wird ein Minimum im Punkt A₂. d. h., wenn dieselben

Objektteilbilder auf die Sensoren a, und 62, a₂ und 63

a„-\ und b„ projiziert werden. Gleiches gilt für die Kurven « = 1, α = 2, α = 3, usw., die auftreten, wenn das auf die Sensorgruppe 9 projizierte Bild um zwei, drei, vier usw. Sensorpositionen nach rechts verschoben wird, so daß dann der Sensordifferenzausgangswert V_U| sich folgendermaßen berechnet:

/1-2

= Σ ι'Ά-A₊₂I

A- 1
n-3

Kn - Σ IU-A₊₃I

A- 1

30

In den aufgeführten Sensordifferenz-Ausgangswerten V₀] sind /Jo. ßi. /9₂ Korrekturwerte entsprechend

den Zahlen der hinzugefügten Sensorausgangswerte. Jj₀ = n/(n - 1). j3, = n/n. ß₂ = n/(n -\).ß_s = n/(n- 2), /J₄ = nl (n — 3). usw. Abwechselnd ist ßa=\/(n — 1), ß\ — \ln.

Allgemein kann der Sensordifferenz-Ausgangswert Vo 1 für die Kurven λ = 0, λ= 1, usw. angegeben werden durch:

A-I

'Ά-a+

Die Ergebnisse, die sich durch Subtrahieren der Sensordifferenz-Ausgangswerte V₀] für die Kurven öl= — 1, « = 0, usw. vom Sensordifferenz-Ausgangswert Voi für die Kurve ä₀ gewinnen lassen, werden als Null(0)-Positionssuch-Ausgangswerte F01 bezeichnet. Wenn die Größe der Verdrehung des Spiegels /ist, dann sind die Null-Positionssuch-Ausgangswerte F_o) bezüglich der Kurven «=—1, λ = 0 und λ = 1 positiv und bezüglich der Kurven λ = 2, α. = 3, α = 4, λ = 5, usw. negativ, wie aus F i g. 4B hervorgeht.

Der Null-Positionsausgangswert F₀] für die Kurven λ» und a = 0 ist folgender:

worin^S₀ = ß₂ = n/{n-\) ist. Dieser Ausdruck kann in folgender Weise zerlegt werden:

KI'Wil - \i\-h\) + (I'3-Al - I/2-ΛI) + ·■■ + (!/„-A-il - !'„-!-AD) ^x n/(n-\).

Wie aus diesem Ausdruck ersichtlich ist, wird der und 9 jeweils dasselbe Objektbild projiziert wird. Der Ausgangswert F01 Null, wenn auf die Sensorgruppen 8 Ausgangswert Fm wird jedoch negativ bzw. positiv vor

10

15

h/u. hiniLTdieser Position.

"■leiehermalJcn wird der Null-Positionssuch-Ausyswerl Fm für die Kurve <x=-l Null, wenn das - ji ickibild auf der Sensorgruppe 9 um die Distanz einer Srnsorposition nach links verschoben ist, wie in Fig. 3C gezeigt, und der Ausga'igswert Foi wird negativ bzw. positiv vor bzw. hinter dieser Position.

Die Null-Positionssuch-Ausgangswerte Foi für die Kurven \= 1, λ = 2. -ν = 3, usw. werden Null, wenn die Objektbilder auf der Sensorgruppe 9 um jeweils eine Sensorposition, zwei Sensorpositionen, drei Sensorpositionen, usw. nach rechts verschoben sind, wie dies in F i g. iC gezeigt ist, und die Ausgangswerte F_a\ werden jeweils vor bzw. hinter dieser Position negativ bzw. positiv. Die Werte von α in Fig.4A geben die Anzahl von Sensoren an. um die das Objcktbild auf der Sensorgruppe 9 verschoben ist, wobei eine Verschiebung nach rechts mit positivem Vorzeichen gekennzeichnet ist. Wenn also z. B. der Betrag der Spiegelverschwenkung /ist. läßt sich feststellen, daß das Objektbild 2« um zwei Sensorpositionen von der Stellung »1« nach rechts verschoben worden ist.

Fig. 4B zeigt den Null-Positionssuch-Ausgangswert fin in bezug auf die Verschiebungsstrecke auf dem Sensor an. Aus F i g. 4B ist ersichtlich, daß der Punkt, in dem Foi=0 ist (Vorzeichenwechsel), zwischen die .Sensorverschiebungsstrecke 1 (λ= 1 in F i g. 4A) und die Sensorverschiebungsstrecke 2 (λ = 2 in Fig. 4A) fällt. Wenn der Ausgangswert Foi sich linear zwischen den .Sensorverschiebungsstrecken 1 und 2 ändert, dann betragt die tatsächliche Sensorverschiebungsstrecke M = Σ i'Wi

A-I

I'*+ I ~ jk\ * ßl.

/I=I

jo

M=

-F₂),

wobei Fi der Wert von Fm für den Fall der Kurve «= 1 in F i g. 4A und F₂ der Wert von F_Oi für den Fall der Kurve λ = 2 sind. Allgemein gilt, daß M = S+ Fs/ (Fs—Fs₊1), wenn der Ausgangswert F01 zwischen den Sensorverschiebungsstrecken S und S+ 1 sein Vorzeichen wechselt und die jeweiligen Werte Foi durch Fsund Fv₊1 gegeben sind.

Die Verschiebung des Objektbildes ist proportional der Verschiebungsstrecke des Objektivs, die für die Scharfeinstellung des Objektivs auf das Objekt erforderlich ist. Mit einer Proportionalkonstanten K wird der Scharfeinstellsuch-Ausgangswert dann V₀₁₁, = K ■ M. Dabei kann die Konstante K theoretisch oder empirisch ermittelt sein. Durch die Verwendung des Scharfeinstellsuch-Ausgangswertes V₀₁₁, wird es möglich, Abstand und Richtung zur Scharfstellung zu erfassen.

Vorstehend wurde ein Suchverfahren für den Fall so beschrieben, daß das Objektbild auf der Sensorgruppe au einer zunäCnSi iiiikcii SenSOiSieiluiig nach rechis bewegt wurde. Als nächstes wird ein Suchverfahren für den Fall beschrieben, daß das Objektbild von einer zuerst rechten Sensorstellung nach links bewegt wird, was anhand der F i g. 4C und 4D vorgenommen werden soll. In Fig. 4C entspricht die Kurve aoo dem Fall, daß die Sensorgruppen 8 und 9 bezüglich der Kurve a._o ausgetauscht sind. Der Sensordifferenz-Ausgangswert V_M für die Kurve *oo ist deshalb bestimmt durch 6C

n- 1

•Όι -

•Λ,

In gleicher Weise können die SensordifFerenzaus-

gangswerte K₀, für die Kurven a = 1, a = 0, a = -1, usw. folgendermaßen ermittelt werden:

Bei einer Spiegelbewegungsstrecke von /₀, wie in Fig.4C gezeigt, geht das Vorzeichen des Null-Posiiionssuch-Ausgangswerles F02 zwischen a= —I und a.= — 2 vom Negativen ins Positive über, was in der F i g. 4D dargestellt ist. Wenn die Ausgangswerte Fq₂ für die Kurven <x=^-l und α=-2 durch F\ bzw. F₂ dargestellt werden, dann ist die wirkliche Sensorverschiebungsstrecke M = - 1 - F|/(Fi - F₂). Allgemein ist, wie bereits im oben beschriebenen Fall, M = S-FsI (Fs-Fv₊1). Der Scharfeinstellsuch-Ausgangswert V₀₁,, ist (K ■ M).

Die vorangehende Beschreibung macht deutlich, daß, wenn der Scharfeinstell-Suchvorgang so durchgeführt wird, daß das Objekt mit dem schwenkbaren Spiegel 3 in F i g. 1 bei vorgegebener Stellung erfaßt, wird, es durch Benutzen des Scharfeinstellsuch-Ausgangswertes V_ou, möglich wird, aus seinem Betrag den Abstand zur Scharfeinstellposition und aus dem Vorzeichen die Verstellrichtung zu gewinnen.

In Fig.4E ist der Scharfeinstellsuch-Ausgangswert Kju/ gegenüber dem Spiegeischwenkwinkel gezeigt.

Im optischen System der Fig. 1 ist die Verschiebungsstrecke d des Objektbildes proportional dem Schwenkwinkel des Spiegels, so daß das Diagramm eine Gerade ist.

Für andere optische Systeme kann die Erfindung ebenfalls sehr nützlich angewendet werden, wobei das Prinzip der Doppelbild-Koinzidenz verwendet wird, wobei die Verstellstrecke des Scharfeinstell-Elementes proportional der Verschiebungsstrecke des Objektbildes ist.

Es versteht sich für den Fachmann, daß beim Bau einer automatischen Scharfeinstellsuchvorrichtung nach der Erfindung die Verdrehungsstrecke des Objektiv-Antriebsmotors mit Hilfe des Betrages des Scharfeinstellsuch-Ausgangswertes V_uu, gesteuert werden kann, während für die Drehrichtung des Motors das Vorzeichen von V₀₁₁₁ maßgebend ist.

Eine ScharteinsteÜvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Die Ausgangswerte i\ bis I_n und j\ bis_/„der Sensorgruppen 8 und 9 werden einem Analog/Digital-Wandler 11 zugeführt, der sie in Digitaldaten umwandelt, die in einer Speicherschaltung 12 gespeichert werden können. Der Wandler 11 und der Speicher 12 werden mit Hilfe einer Steuerschaltung 15 gesteuert. Die Senscrdifferenz-Ausgangswerte V₀I und V₀₂, die Null-Stellungssuch-Ausgangswerte Foi und F02. die Sensorverschiebungsstrekken M und der Scharfeinstellsuch-Ausgangswert V_ou, werden in einem Arithmetik-Kreis 13 unter steuerdem Einfluß der Steuerschaltung 15 berechnet. Der Scharfeinstellsuch-Ausgangswert V₀₁₁, vom Arithmetik-Kreis 13 wird einer Treiberschaltung 14 zugeleitet die sowohl eine Objektiv-Antriebsschaltung als auch eine Anzeigeschaltung enthält und von der die Scharfeinstellung

durchgeführt wird. Die obige Einrichtung läßt sich durch Einsatz eines Mikroprozessors vereinfachen. So können beispielsweise der Speicher, die Arithmetik-Schaltung und der Steuerkreis in einer integrierten Mikroprozessorschaltung zusammengefaßt werden.

In einem Flußdiagramm der F i g. 6 sind die einzelnen Ablaufschritte dargestellt. Es soll als Beispiel der Fall p=5 beschrieben werden. Wenngleich jeder Wert p<n möglich ist, strebt man an, daß ρ klein ist, weil das Additionsergebnis der Sensordifferenz-Ausgangswerte ι ο Voi und Vo2 klein wird, wenn der Wert ρ sich dem Wert η nähert.

Mit einem Startsignal für die Scharfeinstellsuche, das beispielsweise mit Hilfe eines Startschalters für die Scharfeinstellsuche als Triggersignal erzeugt wird, werden die Sensorausgangswerte i\ bis i„ und j\ bis j„ in die Speicherschaltung als digitale Größen eingelesen. Nachdem der Bezugs-Sensordifferenz-Ausgangswert V₀ in dem Fall, daß das Objektbild auf der Sensorgruppe 9 vom zunächst linken ( — 1) Sensor nach rechts verschoben ist, berechnet ist, werden die Sensordifferenz-Ausgangswerte V(— 1), V(O), ... und V(3) berechnet. Dann wird der Ausgangswert Voio der Reihe nach mit den Ausgangswerten V(p) multipliziert, wodurch eine Sensorverschiebungsstrecke ρ erhalten wird, die sich zunächst im Vorzeichen von Va₀ unterscheidet. Die tatsächliche Sensorverschiebungsstrecke Λ/wird aus dem Wert ρ berechnet, aus dem ein Scharfeinstellsuch-Ausgangswert V_oui gewonnen wird. Entsprechend dem Scharfeinstellsuch-Ausgangswert Voui werden die Anzeigevorrichtung und das Objektiv betätigt, um letzteres auf Scharfstellung zu bringen.

Wenn in dem Produkt Vbto · V(p) kein Vorzeichenwechsel auftritt, dann ist der Bezugssensordifferenz-Ausgangswert Vaoo für den Fall, daß das Objektbild von einem zuerst rechten Sensor nach links verschoben ist, berechnet. In gleicher Weise wie im oben beschriebenen Fall werden Berechnungen ausgeführt, um eine Sensorverschiebungsstrecke ρ zu erhalten. Die Scharfeinstellposition wird aus dem Wert ρ gewonnen.

Wenn keine Sensorverschiebungsstrecke ρ erhalten werden kann, wird angezeigt, daß die Scharfsteiiposition nicht festgestellt werden kann.

Unmittelbar nach der Scharfstellungsermittlung, die nach einigen speziellen Berechnungen in erfindungsgemäßer Weise mit der auf das Objekt gerichteten Kamera durchgeführt wird, liegen Informationen über Richtung und Entfernung zur Scharfeinstellposition vor. Damit ist es möglich, die Kamera sehr schnell auf ein sich schnell bewegendes Objekt scharf einzustellen, dem mit einer herkömmlichen Suchmethode nicht gefolgt werden kann.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 20

1. Automatische Scharfeinstellvorrichtung für eine Kamera mit einer ersten und einer zweiten Sensorgruppe (8,9), mit Mitteln zum Speichern der Ausgangssignale der Sensorgruppen, Mitteln zum Projizieren eines Objekts durch ein scharfeinzustellendes Objektiv auf die erste und die zweite Sensorgruppe (8, 9), Mitteln zum Verschieben wenigstens eines der Bilder auf den Sensorgruppen ι ο (8,9), Mitteln (11) zum Umsetzen der Ausgangswerte der ersten und zweiten Sensorgruppe (8, 9) in Digitalzahlen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (12) zum Speichern der Digitalzahlen vorgesehen sind, daß weiter eine Einrichtung (13,15) zur aufeinanderfolgenden Bestimmung von

a) aufeinanderfolgenden Werten von

n-l

F= Σ I'*-A₊₁I

*- 1 n-l-,

Σ I ■
I'*-!-/! Jk

Ik-I